[发明专利]一种滤波器防发散方法

说明书

本发明涉及一种滤波器防发散方法，设立一个一定宽度的存储滤波器输出与输入偏差的滑窗，在滤波器初始化时初始化滑窗；每个周期当前偏差值和最先偏差值分别滑入、滑出滑窗，中间偏差值依次滑动，计算滑窗平均偏差的绝对值，当结果大于某一个指定门限时，则判定滤波器发散，复位滤波器重新工作；当在指定门限内时，滤波器正常工作，使滤波器一直处于闭环受控状态。本发明增加对于滤波器的监控措施，当发散时及时复位，使滤波器始终处于受控状态。

技术领域

本发明属于数字滤波器领域，该方法适用于应用数字滤波器的场合。

背景技术

数字滤波器广泛应用于现代电路当中，通过复杂的算法滤除/抑制掉干扰，保留有用的信号，然而因为种种原因导致滤波器不稳定，实际工作时经常出现发散不可控的问题，因而工程师总是千方百计来杜绝这一问题，查阅了有关专利，所述解决问题办法如下：

公开(公告)号(CN108550371A)专利《智能语音交互设备快速稳定的回声消除方法》所述“同时在跟踪过程中，通过限定滤波器系数的增量范围，能够防止自适应滤波器的发散”。

公开(公告)号(CN108663068A)专利《一种应用在初始对准中的SVM自适应卡尔曼滤波方法》所述“针对噪声模型难以量化及系统发生突变，从而引起滤波器发散、数值不稳定的问题，提出引入一种支持向量机产生的自适应因子，提升算法的鲁棒性，提高对状态与参数突变的跟踪能力”。

公开(公告)号(CN103983998A)专利《一种基于卡尔曼滤波及反馈控制的组合导航智能对准方法》所述“该方法通过对卡尔曼滤波中的观测噪声构建反馈回路，在反馈回路中运用机器学习理论在线调整模型噪声方差阵，改变滤波器的估计均方误差阵和滤波增益阵，从而防止滤波器发散，同时改善滤波精度”。

公开(公告)号(CN103983996A)专利《一种抗GPS野值的紧组合自适应滤波方法》所述“采用模糊逻辑控制器监测滤波器残差序列以在线估测量测噪声强度来自适应调整滤波器量测噪声矩阵参数值，以提高滤波精度，防止滤波器发散”。

公开(公告)号(CN108646191A)专利《一种基于DAFEKF的电池荷电状态估计方法》所述“采用时变衰减因子来抑制滤波器的记忆长度，……，同时自适应地调整过程噪声和测量噪声协方差，防止……滤波器发散等现象”。

以上专利均为动态修改滤波器参数来避免滤波器发散，大部分算法较为复杂，应该有所效果，但是从作用机制上不能保证出现发散以后立即根除发散。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种滤波器防发散方法。

技术方案

一种滤波器防发散方法，其特征在于：设立一个一定宽度的存储滤波器输出与输入偏差的滑窗，在滤波器初始化时初始化滑窗；每个周期当前偏差值和最先偏差值分别滑入、滑出滑窗，中间偏差值依次滑动，计算滑窗平均偏差的绝对值，当结果大于某一个指定门限时，则判定滤波器发散，复位滤波器重新工作；当在指定门限内时，滤波器正常工作，使滤波器一直处于闭环受控状态。

所述的指定门限指的是局部滤波器监控门限，采用统计方法获得：针对于批产的产品，某一部产品根据使用条件下获取分别包含N个采样点的样品文件1～m，每个采样点均包括滤波器输入、输出采样值，对每一个样品文件的采样点每i＝10个分割，求出每个采样点的滤波器输出、输入的偏差值，并存入对应的分段文件，然后对于i个偏差值取平均值，将此平均值分别写入针对该部产品的局部偏差平均值文件以及针对批产产品的全局偏差平均值文件，直至处理完所有的样品文件；遍历局部偏差平均值文件和全局偏差平均值文件，分别得到局部偏差平均值最大值以及全局偏差平均值最大值，将这两个最大值分别乘以一个大于1的裕量系数，取绝对值分别得到针对这部产品和批产产品在使用条件下的局部、全局滤波器监控门限。